科学研究

彭诚:一种基于能量比识别古气候替代指标中天文强迫的新方法【GSAB,2026】
2026-10-12 阅读:91次

沉积地层中采集的岩心与地球物理测井数据已被广泛用作旋回地层学研究的古气候替代指标,并深刻地影响人类对古环境、古气候、古海洋、古生物与天体运动等的认识。然而,作为旋回地层学研究的关键环节,如何从替代指标中准确识别出天文强迫信号常成为争论的焦点,尤其是在缺乏绝对年龄约束的地层中。

针对上述问题,我校地球物理与信息技术学院的彭诚副教授、邹长春教授等提出了一种基于能量比特征识别古气候替代指标中天文强迫的新方法,并将新方法成功应用于模拟与真实替代指标,取得的主要成果与认识如下:

(1)新方法以多个能量比值作为定量参数,在假设的沉积速率范围内基于随机截止频率进行计算,通过沉积速率累加器、截止频率记录器、能量比累加值等多种手段,提供关于天文强迫的多参数指示信息,以支持研究人员开展天文旋回识别与解释。

(2)基于五个含有不同天文旋回与噪声信号的模拟替代指标,开展了新方法的有效性验证,分析了截止频率、天文旋回个数与噪声等对新方法识别结果的影响(图1)。结果表明,新方法有助于降低截止频率误差等对识别的干扰,具有较强的识别能力。

(3)新方法成功应用于三类真实替代指标:南大西洋古近纪岩心颜色数据、松辽盆地白垩纪钍元素含量测井曲线、纽瓦克盆地三叠纪深度等级序列(图2)。新方法的结果从能量比角度支持了前人的旋回地层学解释结论。

本研究为分析古气候替代指标中的天文强迫提供了新工具,有助于旋回地层学在复杂地质记录中的应用。

 



图1 模拟替代指标的能量比分析(模拟替代指标的沉积速率为100 cm/k.y.)


 


图2 纽瓦克盆地深度等级序列的演化能量比分析

 

上述研究成果发表在《Geological Society of America Bulletin》:Peng C., Zou C.C., Cao J.Y., 2026. A novel approach for detecting astronomical forcing in paleoclimate proxies based on power ratios. Geological Society of America Bulletin, 138(9/10), 4365–4382.

全文链接:https://doi.org/10.1130/B38698.1